研究人員使用三維列印機制造出在拉伸時會改變顏色的聚合物結構（《美國化學學會應用材料與介面》(ACS Appl. Mater. Interfaces)，2014，DOI：10.1021/am506745m）。該團隊表示，這種3D列印方法可以用來構建易於讀取的機械力感測器，如果使用標準方法，則很難甚至不可能製造出來。
功能聚合物會響應光、熱和機械力等刺激而改變形狀或組成，並且有望用作感測器或用於藥物輸送裝置。但是，使用標準制造技術將這些材料整合到裝置中是一項挑戰。例如，涉及光或熱的方法可能會過早觸發材料的功能反應。
因此，研究人員在處理功能聚合物時通常會使用模具。然而，這種策略會限制最終結構的形狀和複雜性。為了構建具有獨特功能的裝置，華盛頓大學的安德魯·J·博伊德斯頓 (Andrew J. Boydston)將目光投向了3D列印，將其作為一種塑造功能聚合物的強大且多功能的方法。
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博伊德斯頓及其同事希望使用商用3D印表機來製造在拉伸時會改變顏色的力感測器。他說，這種裝置可用於測量特定材料上的結構載荷或跟蹤材料經歷特定力的次數。
研究人員首先開發了一種對機械力敏感的聚合物，該聚合物可以承受商用3D印表機的擠出，而不會改變顏色或被熱損壞。他們合成了含有50%重量的螺吡喃的聚己內酯聚合物。施加機械力會導致螺吡喃異構化為紫色的部花菁。
然後，研究人員使用3D列印機制造了一種主要由商用聚己內酯製成的狗骨形裝置，但在內部有一條含有螺吡喃的聚合物條。當他們拉動裝置的一端時，它會拉伸並永久變形，並且內部的感測器條變為紫色。
為了測試該聚合物作為感測器的能力，研究人員列印了另一種可以記錄施加在材料上的最大力的裝置。他們在商用聚己內酯內部嵌入了四個螺吡喃聚合物正方形。最終改變顏色的正方形數量取決於研究人員拉動裝置的力度。透過記錄裝置的長度和施加的力的大小，研究人員可以將施加的力校準為觀察到的顏色變化。當他們拉伸其他裝置時，他們只需數一下紫色正方形的數量，就可以快速估計出施加的力的大小。
博伊德斯頓說，用模具很難製備一種在一個材料內部嵌入另一個聚合物正方形的裝置。他補充說，3D印表機可以快速且可重複地建立這些裝置。
以色列理工學院的查爾斯·E·迪森德魯克 (Charles E. Diesendruck)表示，這項工作將使研究人員更容易使用機械敏感聚合物構建裝置。他說，3D印表機的靈活性將使他們能夠嘗試不同型別的功能聚合物和裝置形狀。